4 Модули передачи оптических сигналов

4.1 Источники оптического излучения Изучите конспект, учебную литературу и ответьте письменно на следующие вопросы:

1. Какие требования предъявляются к источнику оптического излучения?

2. Чем отличаются конструкции и характеристики торцевого (суперлюминесцентного) и поверхностного светодиодов для оптической связи?

3. Какие конструкции лазеров применяются в технике оптической связи?

4. Что представляет собой резонатор Фабри – Перо и какие он имеет характеристики?

5. Как устроен полупроводниковый гетеролазер с резонатором Фабри – Перо и как формируется когерентное излучение в нём?

6. Каким образом в лазерах достигается одномодовый режим генерации?

7. Почему и какими средствами стабилизируют температурный режим работы лазера?

8. Как можно перестроить длину волны излучения одномодового лазера?

9. Что показывает диаграмма направленности излучения светодиода и лазера?

10. Чем согласуют источники излучения с волоконными световодами и атмосферой?

Задача 4.1

Определить характеристики многомодового лазера с резонатором Фабри – Перо (FP) и одномодового лазера с распределенной обратной связью (DFB). Определить число мод в лазере FP, для которых выполняется условие возбуждения в полосе длин волн  при длине резонатора L и показателе преломления активного слоя n. Определить частотный интервал между модами и добротность резонатора на центральной моде _О при коэффициенте отражения R.

Изобразить конструкцию полоскового лазера FP и представить рисунок модового спектра.

Определить частоту и длину волны генерируемой моды в одномодовом лазере DFB для известных значений дифракционной решетки m и длины лазера L. Изобразить конструкцию лазера DFB. Исходные данные приведены в табл. 4.1-4.4.

Таблица 4.1

Параметр лазера FP	Предпоследняя цифра номера студенческого билета
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Длина резонатора, L, мкм	195	245	255	285	305	315	335	345	355	440

Таблица 4.2

Параметр лазера FP	Последняя цифра номера студенческого билета
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Δλ, нм	24	32	36	42	46	52	54	58	60	68
n	3,35	3,45	3,55	3,6	3,64	3,68	3,72	3,74	3,78	3,82
λ0, мкм	0,42	0,43	0,44	0,45	0,46	0,47	0,48	0.49	0,5	0,52
R	0,35	0,34	0,33	0,32	0,31	0,3	0,29	0,28	0,27	0,26

Таблица 4.3

Параметр лазера DFB	Предпоследняя цифра номера студенческого билета
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Длина решетки резонатора, L, мкм	145	175	195	210	215	320	355	365	395	420

Таблица 4.4

Параметр лазера DFB	Последняя цифра номера студенческого билета
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Порядок решетки, m	1	2	3	4	5	6	7	8	7	6
Шаг решетки, d, мкм	0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Показатель преломления, nэ	3,45	3,47	3,51	3,56	3,59	3,62	3,68	3,7	3,65	3,63